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10x Genomics單細胞轉(zhuǎn)錄組+ISO-seq深入了解流感病毒感染細胞間異質(zhì)性 已有2人參與
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近期，美國西雅圖華盛頓大學(xué)基因組科學(xué)系russell等研究人員采用10x genomics chromium單細胞技術(shù)聯(lián)合iso-seq檢測了感染細胞中所有流感病毒基因的完整轉(zhuǎn)錄本序列，發(fā)現(xiàn)感染細胞的病毒粒子在基因表達上有突變或缺陷。該研究同時確定了幾種增加誘導(dǎo)ifn表達的病毒缺陷類型，且表明病毒多樣性對于充分解釋流感感染期間細胞間異質(zhì)性是不充分的。相關(guān)結(jié)果以single-cell virus sequencing of influenza infections that trigger innate immunity為題發(fā)表在journal of virology上。 流感病毒感染過程中，ifn在感染細胞中很少表達，研究者開發(fā)了一套獨特的富集罕見ifn+細胞的流程，利用10x genomics chromium最終獲取約1500個人肺部上皮細胞（ifn+和ifn-）分別進行單細胞rna-seq及iso-seq檢測，umi標(biāo)記的ccss與illumina 3’端測序reads結(jié)合分析，可以確定單個細胞轉(zhuǎn)錄組及所有病毒基因的完整序列。 290個感染細胞中病毒mrna分布非常不均勻:許多受感染的細胞只有來自病毒的百分之幾的mrna，但是病毒mrna包含了細胞轉(zhuǎn)錄組的一半以上。其中162個細胞表達所有8個病毒基因。盡管病毒基因的絕對表達有很大的差異，但它們的相對表達是相當(dāng)一致的。 病毒基因表達最高的感染細胞(其65%的mrna來自病毒)中病毒粒子表達所有8個未突變的病毒基因，無法誘導(dǎo)ifn產(chǎn)生。其他12個細胞（至少有50%的mrna來自病毒）被具有突變或無法表達病毒基因的病毒粒子感染，5個細胞產(chǎn)生ifn。所有病毒粒子感染的細胞都不能表達病毒聚合酶復(fù)合物的組分(pb2、pb1、pa或np)，因此病毒mrna的表達量較低，因為它們僅限于利用進入的蛋白質(zhì)進行初級轉(zhuǎn)錄。表達ifn最多的兩個細胞缺乏編碼ns基因。其他ifn+細胞也有不同的缺陷，如細胞內(nèi)大量內(nèi)部缺失或氨基酸突變。 為了系統(tǒng)的評估和感染結(jié)果相關(guān)的病毒特征，研究者選擇150個感染細胞分為兩組，一組表達所有8個未突變的病毒基因(不考慮同義突變)，另一組不表達。病毒缺陷是造成病毒轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性的主要原因。一些病毒缺陷有助于誘導(dǎo)ifn的表達。不完全或完全突變的病毒粒子感染的細胞比表達所有未突病變病毒基因的病毒粒子感染的細胞表達ifn的頻率更高，盡管這種差異在統(tǒng)計學(xué)上并不顯著。而對于某些類型的病毒缺陷，ifn+細胞顯著富集pb1中的ns缺失和氨基酸突變。總的來說，ifn+細胞中病毒基因表達增加，表明自分泌ifn信號通常發(fā)生得太晚，無法抑制病毒轉(zhuǎn)錄。單個ifn+細胞中發(fā)現(xiàn)的病毒缺陷可導(dǎo)致ifn表達增加。 在單細胞中識別的不同范圍的免疫刺激病毒缺陷通過不同的過程起作用，病毒的變異不僅影響誘導(dǎo)ifn表達的速度，而且影響誘導(dǎo)ifn表達的因素。 人類流感感染是由少數(shù)病毒粒子建立的，這些病毒粒子隨后經(jīng)歷指數(shù)級增長，通過旁分泌信號放大早期ifn反應(yīng)。早期的先天免疫誘導(dǎo)異質(zhì)性可能會影響整個感染過程。本研究最大價值不僅僅是對誘導(dǎo)ifn表達的病毒缺陷的篩查，更是對單個感染細胞中病毒變異的詳細調(diào)查。任何病毒缺陷均沒有誘導(dǎo)ifn表達的特定途徑。病毒遺傳缺陷并不能完全解釋感染細胞之間的異質(zhì)性，隨機的或預(yù)先存在的細胞狀態(tài)也在先天免疫誘導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。 原文鏈接：https://jvi.asm.org/content/early/2019/05/02/jvi.00500-19，更多信息見 http://www.tjbiochip.com/templates/second/index.aspx?nodeid=364 |
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2樓2019-05-24 06:37:36
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3樓2019-06-11 17:22:47
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